版高中生物苏教版必修一学案413+影响酶促反应速率的因素.docx
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版高中生物苏教版必修一学案413+影响酶促反应速率的因素
第3课时 影响酶促反应速率的因素
[学习导航] 1.结合教材P67，设计实验探究pH和温度变化对酶活性的影响，并能分析实验结果。
2.结合教材P68，归纳影响酶促反应速率的因素，并能分析相关曲线。
[重难点击] 1.设计实验探究影响酶活性的因素。
2.分析影响酶促反应速率因素的相关曲线。
一、pH对酶促反应速率的影响
1．探究pH对酶活性的影响
（1）实验器材：
滤纸、pH试纸、温度计、试管、烧杯、酒精灯，过氧化氢溶液、葡萄糖、酵母菌溶液等。
（2）实验装置
（3）操作步骤及现象
步骤
实验操作内容
烧杯①
烧杯②
烧杯③
烧杯④
Ⅰ
将若干同样大小的滤纸片浸入酵母菌液中，然后取出晾干、备用
Ⅱ
取四只相同烧杯，各注入等量体积分数为2%的不同pH的H2O2溶液
pH＝____
pH＝____
pH＝____
pH＝____
Ⅲ
将相同数量的滤纸片逐片放入四只烧杯中
Ⅳ
观察并记录现象
有______气泡产生，并附在滤纸片上，滤纸片浮出液面的时间________
有______气泡产生，并附在滤纸片上，滤纸片浮出液面的时间________
有______气泡产生，并附在滤纸片上，滤纸片浮出液面的时间________
有更少量气泡产生，并附在滤纸片上，滤纸片浮出液面的时间更长
（4）实验结果的曲线图：
滤纸片接触液面会下沉，直至烧杯底部，然后由烧杯底部上浮，直至浮出液面，及时记录整个过程所用时间（t），以1/t为纵坐标（酶促反应速率）、pH为横坐标绘制曲线图如右图：
2．下图是pH对胃蛋白酶和胰蛋白酶活性的影响曲线，请分析：
（1）酶活性会受到pH影响，适宜的pH是维持酶的正常功能所必需的。
（2）酶催化效率最大时对应的pH称为________。
（3）在过酸或过碱条件下，会使酶的分子结构遭到破坏而________。
（4）pH的轻微改变使酶的活性________，但未破坏酶的分子结构，恢复正常的pH时，酶的活性也可以恢复。
（5）不同酶的最适pH________。
1．探究pH对酶促反应速率影响的实验所依据的原理是什么？
2．在探究pH对酶活性影响的实验中，所涉及的自变量、因变量及无关变量分别是什么？
3．从蛋白质的结构和特点方面分析，在过酸、过碱的条件下，酶为什么失活？
该如何保存酶？
1．图甲是H2O2酶活性受pH影响的曲线，图乙表示在最适温度下、pH＝b时H2O2分解产生的O2量随时间的变化曲线。
若该酶促反应过程中改变某一初始条件，以下叙述正确的是（ ）
A．pH＝a时，e点下移，d点左移
B．温度降低时，e点不移，d点右移
C．pH＝c时，e点为0
D．H2O2量增加时，e点不移，d点左移
问题导析
（1）pH处于________时，酶活性达到______，低于或高于最适pH，酶活性都将________，甚至失去活性。
（2）酶能________酶促反应的活化能，从而加快反应，但________反应的平衡点。
（3）依据题干，图乙为最适pH时的变化曲线。
pH＝a时，反应速率________，但最终产物量不变，即e点不变，但由于酶活性减弱，达到平衡所需要的时间__________，d点________移。
（4）温度降低，酶的活性________，反应速率__________，但________产物的量，e点________，达到平衡所需要的时间增长，d点________移。
（5）pH＝c时，酶________，反应无酶催化仍能进行，e点不为0。
（6）H2O2量增加时，分解生成的O2增多，达到平衡所需要的时间增多，因此e点________移，d点________移。
2．下图曲线表示不同pH对三种蛋白酶活力的影响，有关叙述错误的是（ ）
A．酶活力可用单位时间内产物增加的量来表示
B．乙酶的活力不受pH影响
C．pH由6降至2，甲酶的活力不变
D．与乙酶相比，甲酶和丙酶的适宜pH范围较窄
二、温度等因素对酶促反应速率的影响
1．温度对酶促反应速率的影响
（1）温度对酶促反应速率的作用曲线
（2）对曲线的解读
①在一定的温度范围内，酶促反应速率随着温度的________而________；但当温度升高到一定限度时，酶促反应速率不仅不再加快反而随着温度的升高而________。
②在一定条件下，酶活性最大时的温度称为该酶的______________。
（3）低温影响酶的活性，但不会使酶的________被破坏，温度升高后，酶仍能恢复活性。
但高温会导致酶变性，甚至使其________。
2．底物浓度对酶促反应速率的影响
（1）在一定的反应物浓度范围内，酶促反应速率随反应物浓度的增加而________；当反应物浓度达到某一定值后，再增加反应物浓度，反应速率也不再上升。
这是受________或________的限制。
（2）曲线
3．酶浓度对酶促反应速率的影响
（1）在当反应物浓度大大超过酶浓度时（也即底物充足），酶浓度与酶促反应的速率成________关系。
（2）曲线
探究温度对酶活性影响的实验（以工业淀粉酶的催化作用为例）
步骤
试管编号
1
2
3
加入3%可溶性淀粉溶液
2mL
2mL
2mL
提供环境温度
60℃的水
沸水
冰块
保温
5min
5min
5min
注入2%的新鲜淀粉酶溶液
1mL
1mL
1mL
继续保温
5min
5min
5min
滴入碘液
1滴
1滴
1滴
实验现象
无明显颜色变化
蓝色
蓝色
1.结合实验结果你有什么结论？
2．能否在反应后加入新配制的斐林试剂观察是否有砖红色沉淀生成，来判断试管中的淀粉是否水解了？
3．能否用过氧化氢和过氧化氢酶来做这个实验？
知识整合
（1）酶的活性受到温度和pH的影响，我们可以设计实验来探究影响酶活性的这两个条件，总的设计思路是：
底物分解速率或产物的生成速率
（2）探究温度对酶活性的影响实验是不宜选用过氧化氢和过氧化氢酶，因为过氧化氢酶本身在不同温度下就存在分解速率的差异，会干扰实验结果；探究pH对酶活性的影响实验时不宜选用淀粉和淀粉酶，因为淀粉在酸性条件下本身也会发生水解反应。
3．某同学研究温度和pH对某酶促反应速率的影响，得到如图所示的曲线。
下列分析正确的是（ ）
A．该酶催化反应的最适温度为35℃左右，最适pH为8左右
B．当pH为8时，影响酶促反应速率的主要因素是底物浓度和酶浓度
C．随pH升高，该酶催化反应的最适温度也随之变化
D．当pH为任一固定值时，实验结果都可以证明温度对酶促反应速率的影响
4．如图表示人体内某种消化酶在体外最适温度条件下，反应物浓度对酶催化反应速率的影响，据图分析，下列说法正确的是（ ）
A．如果在A点时，温度再提高5℃，则反应速率上升
B．在其他条件不变的情况下，在B点时，往反应物中加入少量同样的酶，反应速率不变
C．在A点时，限制反应速率的因素是反应物浓度
D．在C点时，限制反应速率的因素是反应物浓度和酶的浓度
知识拓展
影响酶促反应速率的因素除了酶活性，还有其他的因素
（1）底物（反应物）浓度对酶促反应速率的影响（如图1）
①在底物浓度较低时，反应速率随底物浓度的增加而加快，反应速率与底物浓度近乎成正比。
②当底物浓度很大，且达到一定限度时，反应速率就达到了一个最大值，此时即使再增加底物浓度，反应速率也几乎不再改变，这是受酶浓度或酶活性的限制。
（2）酶浓度对酶促反应速率的影响（如图2）
在底物足够、其他条件固定的情况下，酶促反应速率与酶浓度成正比。
1．在“探究不同pH值对酶活性的影响”实验中，pH值属于（ ）
A．自变量B．无关变量
C．因变量D．对照变量
2．随食团进入胃内的唾液淀粉酶不再消化淀粉的原因是（ ）
A．酸碱度的改变使酶失活
B．唾液淀粉酶只能催化一次
C．温度的改变使酶失活
D．胃中已有淀粉酶
3．分别用0℃和100℃的温度处理某种酶后，酶的活性被抑制或失去活性，但（ ）
A．经过0℃处理的酶的活性能够恢复
B．经过100℃处理的酶的活性能够恢复
C．经过0℃处理的酶的空间结构遭到破坏
D．经过100℃处理的酶被水解成了氨基酸
4．如图表示在不同条件下，酶催化反应的速率（或生成物量）变化，下列有关叙述不正确的是（ ）
A．甲中虚线表示酶量增加一倍时，底物浓度和反应速率的关系
B．乙中虚线表示增加酶浓度，其他条件不变时，生成物量的变化示意曲线
C．若乙中的实线表示Fe3＋的催化效率，则虚线可表示过氧化氢酶的催化效率
D．图丙不能表示在反应开始后的一段时间内，反应速率与时间的关系
5．某研究小组为探究影响H2O2分解的因素，做了三个实验。
相应的实验结果如下图所示（实验1、实验2均在适宜条件下进行，实验3其他条件适宜）。
请分析回答下列问题：
（1）实验1、2、3中的自变量分别为__________________________________________
________________________________________________________________________。
（2）实验2结果反映，在b、c所对应的H2O2浓度范围内，H2O2溶液浓度会________（填“升高”“降低”或“不影响”）过氧化氢酶的活性，bc段O2产生速率不再增大的原因最可能是________________________________________________________________________。
（3）实验1若温度升高10℃，加过氧化氢酶的催化反应曲线斜率将________（填“增大”或“减小”），加Fe3＋的催化反应曲线斜率将________（填“增大”或“减小”）。
（4）实验3的结果显示，H2O2酶的最适pH为________，实验结果表明，当pH小于d或大于f时，H2O2酶的活性将永久丧失，其原因是__________________________________。
答案精析
一、基础梳理
1．（3）5 7 9 11 少量 长 大量 短 少量 长
2．
（2）最适pH （3）失去活性 （4）降低 （5）不同
问题探究
1．
（1）反应原理：
2H2O2
2H2O＋O2。
（2）鉴定原理：
pH影响酶的活性，从而影响氧气的生成量。
可通过气泡生成量的多少，及滤纸片向上运动直至浮出液面所需时间的长短来检验O2生成量的多少。
2．本实验中的自变量是不同pH。
因变量是H2O2分解释放的O2量（本实验中参照滤纸片浮至水面时所用的时间的长短）。
本实验的无关变量是除pH以外的如温度、滤纸片的大小等因素。
3．过酸、过碱会使蛋白质变性失活。
适宜pH下保存酶。
拓展应用
1．B
问题导析
（1）最适pH 最大 减弱
（2）降低 不能改变 （3）减慢 增长 右 （4）减弱 降低 不改变 不变 右
（5）失去活性 （6）上 右
2．B [酶活力可以用单位时间内产物的增加量或反应物的减少量来表示，A正确；由图可知，乙酶的最适pH范围较广，但在2时酶可能没有活性，B错误；pH为6时甲酶已经失去活性，再降到2还是没有活性，C正确；乙酶的pH范围较广，而甲酶和丙酶的范围较窄些，D正确。
]
二、基础梳理
1．
（2）①升高 加快 下降 ②最适温度 （3）空间结构 永久失活
2．
（1）上升 酶浓度 酶活性
3．
（1）正比例
问题探究
1．1号试管中的淀粉被完全水解了，2、3号试管中的淀粉没有被水解。
工业淀粉酶的活性受温度的影响。
在60℃时活性最高，温度偏高或者偏低，都会影响酶的活性。
2．不能。
因为这个实验要严格控制温度，而斐林试剂的反应需要隔水加热。
3．不能。
过氧化氢本身在不同温度下就存在分解速率的差异，会干扰实验结果。
拓展应用
3．A [分析曲线可知，温度约为35℃、pH为8时，酶促反应速率相对较快；温度约为35℃、pH大于或小于8时，酶促反应速率均下降，所以该酶的最适温度为35℃左右，最适pH为8。
当pH为8时，不同温度下酶促反应速率不同，此时温度为影响酶促反应速率的主要因素。
在一定范围内，随pH的升高或降低，该酶促反应的最适温度均为35℃左右；但当pH过高或过低时，酶变性失活，不同温度下的反应速率可能相同，此时温度已不再是酶促反应速率的影响因素。
]
4．C [在A点时，随着反应物浓度的增加，反应速率也增加，表明限制反应速率的因素是反应物浓度。
]
课堂小结 pH 酶 底物
当堂检测
1．A [实验过程中可以变化的因素称为变量。
其中人为改变的变量称为自变量。
探究不同pH值对酶活性的影响，所以pH是自变量。
]
2．A [酶的活性受酸碱度的影响，唾液淀粉酶的最适pH是6.5～8.0之间，而胃中pH为1.5左右，因此随食团进入胃内的唾液淀粉酶已失活，不再消化淀粉，所以A项正确；酶是催化剂，在反应前后数量和性质均未变化，能继续催化，所以B项不正确；随食团进入胃内的唾液淀粉酶是在人体内进行的，温度无变化，所以C项不正确；胃中无淀粉酶，所以D项不正确。
]
3．A [高温和低温对酶活性的影响不同，低温不会破坏酶的分子结构，只会抑制酶的活性，若升高温度，酶活性可以恢复；高温破坏酶的分子结构，使酶活性永久丧失。
]
4．D [底物浓度充足时，酶促反应速率与酶浓度成正比，甲中虚线反应速率加快，可表示为酶量增加一倍时所引起的。
催化剂只能缩短达到化学平衡所需要的时间，但不改变化学反应的平衡点，同时酶的催化效率高，故乙中虚线表示增加酶浓度，生成物量的变化示意曲线；实线可表示Fe3＋的催化效率，则虚线为过氧化氢酶的催化效率；丙中酶促反应开始时底物浓度高，反应快，后来底物逐渐被分解，反应速率降低，所以D项错误。
]
5．
（1）催化剂的种类、H2O2浓度和pH
（2）不影响 酶的数量有限
（3）减小 增大 （4）e 酶的空间结构被破坏
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